JPH0757066A - 光情報記録媒体およびその情報読取り方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、極めて高密度な情報記録ができ、複
数の情報を一度に同時に再生して情報の読取りをより高
速に行なうことができ、セキュリティ効果の向上を図れ
ることを最も主要な目的としている。 【構成】本発明は、回折格子セルを複数の領域に分割
し、同一回折格子セルの中では、格子角度が同一で格子
間隔が異なる回折格子により各領域を構成し、光情報記
録媒体本体を作製するための元データに基づいて、各領
域のうち少なくとも１つの領域を構成する回折格子の格
子間隔を適切に設定することによりデータを記録し、ま
たその情報を読取る際に、少なくとも１個の受光素子を
配設し、上記セルに対して一つの入射光を入射し、当該
セルから出射される回折光を受光素子で受光することに
より、各領域の回折光の回折角としてデータを再生する
ことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光学的に情報を再生す
る光情報記録媒体およびその情報読取り方法に係り、特
に回折格子を情報記録要素として、極めて高密度な情報
記録ができると共に、複数の情報を一度に同時に再生し
て、情報の読取りをより高速に行なえ、しかもセキュリ
ティ効果を向上し得るようにした光情報記録媒体および
その情報読取り方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、光学式記録は、磁気式記録と比
較して記録媒体とヘッドとが非接触であり、かつ高密度
の記録が可能である等の利点がある。この光学式記録媒
体としては、読出し専用のもの、追加書込み可能なも
の、消去再書込み可能なもの等、種々のものが知られて
いる。

【０００３】この種の光学式記録媒体としては、既に例
えば光学式記録ディスク（ＣＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−
Ｉ、レーザーディスク、追記型および書換可能型ディス
ク、光磁気ディスク等）や、光カ―ド（ＲＯＭ型カー
ド、追記型および書換可能型カード、光磁気カード等）
等の形で、いろいろな分野で実用に供されてきている。

【０００４】ところで、従来の読出し専用、あるいは追
加書込み可能な光学式記録ディスクは、半導体レーザー
等の光源から出たレーザー光を、ディスク面上において
１〜２μｍの径のスポットに集光して、ディスク面上で
の当該部分の表面状態を、その反射光を利用して検出す
るものである。

【０００５】すなわち、ピットが存在する時には、光が
乱反射して反射光が弱くなり、ピットが存在しない時に
は、鏡面の反射をするという現象により、この２つの状
態の差（光の強弱）を利用してデータを読取るものであ
る。

【０００６】しかしながら、この場合、レーザー光のス
ポット径は、１〜２μｍ程度が限界であり、これ以上極
端に小さくすることは不可能である。

【０００７】従って、従来の光学式記録ディスクの情報
量は、ディスク上の一つのピットが一つの２値情報を表
わしているということ、およびこの限られたレーザー光
のスポット径によって制限されており、結果として、あ
る限度以上の密度の高い情報記録を行なえないのが実情
である。

【０００８】一方、最近では、回折格子を情報記録要素
として、高密度な情報記録ができる光情報記録媒体が提
案されてきている。

【０００９】しかしながら、この種の光情報記録媒体で
は、回折格子を情報記録要素として用いる場合、ある程
度の知識があれば、肉眼による観察で大まかな情報が読
取られてしまう恐れがあり、セキュリティの点で問題が
ある。

【００１０】また、情報を記録すると同時に、図柄等の
任意の画像を表現することは困難である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
光情報記録媒体においては、ある限度以上の密度の高い
情報記録を行なえないばかりでなく、セキュリティの点
でも問題があった。

【００１２】本発明は上記のような課題を解決するため
に成されたもので、回折格子を情報記録要素として極め
て高密度な情報記録ができると共に、複数の情報を一度
に同時に再生して情報の読取りをより高速に行なうこと
ができ、しかもセキュリティ効果の向上を図ることが可
能な光情報記録媒体およびその情報読取り方法を提供す
ることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、平面状の基板の表面に、微小な回折格子（グレー
ティング）からなるセルを少なくとも１個配設すること
により形成される光情報記録媒体において、まず、請求
項１に対応する発明の光情報記録媒体は、回折格子セル
を複数の領域に分割し、同一回折格子セルの中では、格
子角度が同一で格子間隔が異なる回折格子により各領域
を構成し、光情報記録媒体本体を作製するための元デー
タに基づいて、各領域のうち少なくとも１つの領域を構
成する回折格子の格子間隔を適切に設定することにより
データを記録するようにしている。

【００１４】また、請求項２に対応する発明の光情報記
録媒体は、回折格子セルを複数の領域に分割し、同一回
折格子セルの中では、格子角度が同一で格子間隔が異な
る回折格子により各領域を構成し、光情報記録媒体本体
を作製するための元データに基づいて、各領域の形状や
配置位置を回折格子セル毎に適切に設定することにより
データを記録するようにしている。

【００１５】さらに、請求項３に対応する発明の光情報
記録媒体は、回折格子セルを複数の領域に分割し、同一
回折格子セルの中では、格子角度が同一で格子間隔が異
なる回折格子により各領域を構成し、光情報記録媒体本
体を作製するための第１の元データに基づいて、各領域
のうち少なくとも１つの領域を構成する回折格子の格子
間隔を適切に設定することにより第１のデータを記録
し、また光情報記録媒体本体を作製するための第２の元
データに基づいて、各領域の形状や配置位置を回折格子
セル毎に適切に設定することにより第２のデータを記録
するようにしている。

【００１６】ここで、特に上記同一回折格子セルの中の
各領域からの回折光の波長とその強度比が、回折格子セ
ル毎に色度図上の１点の色に対応するように、回折格子
の格子間隔と領域の面積を設定するようにしている。

【００１７】また、上記回折格子セルを複数個配設し、
当該各回折格子セルを構成する回折格子の角度を回折格
子セル相互間で異ならせることにより第３のデータを記
録するようにしている。

【００１８】さらに、上記回折格子セルとして、反射型
の回折格子セル、または透過型の回折格子セルのいずれ
かのものを用いるようにしている。

【００１９】一方、請求項７に対応する光情報記録媒体
の情報読取り方法は、複数個の受光素子を配設し、回折
格子セルに対して一つの入射光を入射し、当該回折格子
セルから出射される回折光を受光素子で受光することに
より、回折格子セルの各領域の回折光の回折角としてデ
ータを再生するようにしている。

【００２０】また、請求項８に対応する光情報記録媒体
の情報読取り方法は、少なくとも１個の受光素子を配設
し、回折格子セルに対して一つの入射光を入射し、当該
回折格子セルから出射される回折光を受光素子で受光す
ることにより、回折格子セルの各領域の回折光の空間的
分布としてデータを再生するようにしている。

【００２１】さらに、請求項９に対応する光情報記録媒
体の情報読取り方法は、複数個の受光素子を配設し、回
折格子セルに対して一つの入射光を入射し、当該回折格
子セルから出射される回折光を受光素子で受光すること
により、回折格子セルの各領域の回折光の回折角および
空間的分布として第１および第２のデータを再生するよ
うにしている。

【００２２】ここで、特に上記請求項２に記載の光情報
記録媒体の情報読取り方法において、受光素子として複
数個配設し、当該各受光素子で受光された回折光の空間
的分布の変化を相互に比較することにより、再生データ
の真偽を判定するようにしている。

【００２３】また、上記入射光としては、ビーム状の光
を入射するようにしている。

【００２４】

【作用】従って、請求項１または請求項３に対応する発
明の光情報記録媒体においては、セルを複数の領域に分
割し、同一セルの中では、格子角度が同一で格子間隔が
異なる回折格子により各領域を構成し、光情報記録媒体
本体を作製するための元データに基づいて、各領域のう
ち少なくとも１つの領域を構成する回折格子の格子間隔
を適切に設定することでデータを記録することにより、
回折格子セルの各領域の回折光の回折角による多値のデ
ータ再生が行なえるため、極めて高密度に情報を記録す
ることができる。

【００２５】また、請求項２または請求項３に対応する
発明の光情報記録媒体においては、セルを複数の領域に
分割し、同一セルの中では、格子角度が同一で格子間隔
が異なる回折格子により各領域を構成し、光情報記録媒
体本体を作製するための元データに基づいて、各領域の
形状や配置位置をセル毎に適切に設定することでデータ
を記録することにより、回折格子セルの各領域の回折光
の空間的分布の変化によるデータ再生が行なえるため、
より一層高密度に情報を記録することができる。

【００２６】また、請求項５に対応する発明の光情報記
録媒体においては、上記の特性を備えた上、光情報記録
媒体本体を作製するための第３の元データに基づいて、
回折格子セルを構成する回折格子の角度を適切に変化さ
せて第３のデータを記録することにより、回折光の出射
方向の変化によるデータ再生が行なえるため、より一層
高密度に情報を記録することができる。

【００２７】一方、肉眼による観察時の色は、回折格子
セルの各領域の回折格子の格子間隔と面積比に依存する
ため、１個の回折格子セルについて１つの領域の格子間
隔でデータを記録した場合、残りの領域の格子間隔とこ
れらの面積比を適切にすることにより、同じ色を観察さ
せることができる。

【００２８】よって、肉眼による観察では同一色にしか
見えない部分（色度座標上の同一の点に対して設計され
た複数個の回折格子セルから構成されている）に、異な
る複数のデータを記録することが可能である。

【００２９】また、同一色に限らず、複数の色で絵柄等
の任意の画像を形成することも可能である。

【００３０】以上により、セキュリティ効果を向上させ
ることができる。

【００３１】さらに、回折格子の深さとは無関係である
ため、２値表現が可能な電子線露光装置等の微細加工能
力を持った装置であれば作製が可能であり、また複製に
おける深さに関する制御も容易であり、エンボス等の方
法で簡便に複製でき、安価にして大量生産を実現でき
る。

【００３２】一方、請求項７または請求項９に記載の発
明の光情報記録媒体の情報読取り方法においては、情報
を読取る際に、複数個の受光素子を配設し、回折格子セ
ルに対して一つの入射光を入射し、当該回折格子セルか
ら出射される回折光を受光素子で受光することによっ
て、回折格子セルの各領域の回折光の回折角としてデー
タを再生することにより、複数のデータを一度に同時に
再生できるため、情報の読取りをより高速に行なうこと
ができる。

【００３３】また、請求項８または請求項９に記載の発
明の光情報記録媒体の情報読取り方法においては、情報
を読取る際に、少なくとも１個の受光素子を配設し、回
折格子セルに対して一つの入射光を入射し、当該回折格
子セルから出射される回折光を受光素子で受光すること
によって、回折格子セルの各領域の回折光の空間的分布
としてデータを再生することにより、複数のデータを一
度に同時に再生できるため、情報の読取りをより一層高
速に行なうことができる。

【００３４】

【実施例】本発明の要旨は、回折格子を光情報記録媒体
の情報記録要素として用いる場合に、回折格子セルを複
数の領域に分割し、同一回折格子セルの中では、格子角
度が同一で格子間隔が異なる回折格子により各領域を構
成し、（ａ）光情報記録媒体本体を作製するための元デ
ータに基づいて、各領域のうち少なくとも１つの領域を
構成する回折格子の格子間隔を適切に設定することによ
りデータを記録するか、または（ｂ）光情報記録媒体本
体を作製するための元データに基づいて、各領域の形状
や配置位置を回折格子セル毎に適切に設定することによ
りデータを記録するか、もしくは（ｃ）光情報記録媒体
本体を作製するための第１の元データに基づいて、各領
域のうち少なくとも１つの領域を構成する回折格子の格
子間隔を適切に設定することにより第１のデータを記録
すると共に、光情報記録媒体本体を作製するための第２
の元データに基づいて、各領域の形状や配置位置を回折
格子セル毎に適切に設定することにより第２のデータを
記録することにより、各領域の面積比や複数種類の格子
間隔を用いてデータを記録し、すなわちデータ再生時に
各領域の回折光の空間的分布の変化や回折角の変化を実
現することによって、データの読取りを可能とし、デー
タ記録の高密度化を実現する点にある。

【００３５】また、このデータの記録は、回折格子の角
度を用いた情報の記録とは独立して行ない、これらを必
要に応じて複合してそれぞれ独立したデータを記録する
ことによって、データ記録のより一層の高密度化を実現
する点にある。

【００３６】以下、上記のような考え方に基づいた本発
明の一実施例について、図面を参照して詳細に説明す
る。

【００３７】図１は、請求項１に対応する発明による光
情報記録媒体の構成例を示す平面図である。

【００３８】すなわち、本実施例の光情報記録媒体は、
図１に示すように、平面状の基板１の表面に、微小な回
折格子（グレーティング）からなる回折格子セル（以
下、単にセルと称する）２を複数個、図示しない反射層
を介して配設することにより構成している。

【００３９】ここで、各セル２は、図示のように複数
（本例では２つ）の領域に分割し、同一セル２の中で
は、格子角度が同一で格子間隔が異なる回折格子により
各領域を構成し、本光情報記録媒体を作製するための元
データに基づいて、各領域のうち少なくとも１つの領域
を構成する回折格子の格子間隔を適切に設定することに
よりデータを記録している。

【００４０】すなわち、本光情報記録媒体を作製するた
めの元データに基づいて、各領域の回折格子による回折
角や回折光強度を変化させるように、各領域の回折格子
の格子間隔や面積比を決定する。この場合、目視観察時
の条件も併せて考慮し、格子間隔や面積の構成を決定す
ればよい。

【００４１】より具体的には、例えば各セルが同色で観
察できるようにする場合、各セル２における２つの領域
の格子間隔としては、図２に示すように、同一セルの中
の各領域からの回折光の波長とその強度比が、セル毎に
色度図（ＣＩＥ１９６４補助標準観察者を参考）上の１
点の色に対応するように、回折格子の格子間隔と領域の
面積を設定、すなわち色度図上のある１点を通る線分の
両端の点の波長のペアから構成する。

【００４２】なお、本発明に用いる回折格子は、光の透
過率や、反射率、あるいは位相を変化させる方法等、ど
のような方法で回折格子を形成するようにしてもよい。

【００４３】光の透過率、反射率で回折格子を形成する
例としては、濃淡で回折格子を表現する方法が挙げられ
る。

【００４４】また、位相で回折格子を形成する例として
は、凹凸で回折格子を形成する方法や、屈折率の異なる
２つの媒質の層で格子を形成する方法（凹部と凸部に相
当するところをそれぞれ異なる媒質にする）が挙げられ
る。

【００４５】図３は、表面の凹凸で矩形形状の回折格子
を形成した場合の構成例を示す断面図である。

【００４６】図３に示すように、本実施例の光情報記録
媒体を凹凸で形成する場合、深さ方向については２値表
現で十分である。従って、本光情報記録媒体では、例え
ば電子線露光装置等の２値デバイスを用いても作製が可
能であり、しかも簡便な複製工程において、成形性がよ
く、深さ等の制御の必要がない。

【００４７】また、レーザー光の干渉性を利用して、各
領域毎に干渉縞を感光材料に記録することにより作製す
ることも可能である。

【００４８】なお、回折格子による回折光は、図４に示
すように、次式で表わされる。

【００４９】ｍλ＝ｄ（ｓｉｎα＋ｓｉｎβ） ただし、λ：照明光（入射光）の波長、ｄ：格子間隔、
α：照明光の入射角度、β：ｍ次の回折光の出射角度。
なお、通常は、ｍ＝＋１、すなわち１次の回折光につい
て考慮する。

【００５０】図５は、本実施例の光情報記録媒体をカー
ド形状の基材に適用した場合の構成例を示す平面図であ
る。

【００５１】図５に示すように、本実施例の光情報記録
媒体は、その厚さを極めて薄くできるため、カード形状
の基材に貼り付ける場合等でも、厚みに関する問題は全
く生じない。

【００５２】以上のように構成した本実施例の光情報記
録媒体においては、各セル２を２つの領域に分割し、同
一セル２の中では、格子角度が同一で格子間隔が異なる
回折格子により各領域を構成し、本光情報記録媒体を作
製するための元データに基づいて、各領域のうち少なく
とも１つの領域を構成する回折格子の格子間隔を適切に
設定することによりデータを記録するようにしているこ
とにより、セル２の各領域の回折光の空間的分布の変化
によるデータ再生が行なえるため、極めて高密度に情報
を記録することができる。

【００５３】また、肉眼による観察時の色は、セル２の
各領域の回折格子の格子間隔と面積比に依存するため、
１個のセル２について１つの領域の格子間隔でデータを
記録した場合、残りの領域の格子間隔とこれらの面積比
を適切にしていることにより、同じ色を観察させること
ができる。

【００５４】よって、肉眼による観察では同一色にしか
見えない部分（色度座標上の同一の点に対して設計され
た複数個のセル２から構成されている）に、異なる複数
のデータを記録することが可能である。

【００５５】すなわち、各セル２における２つの領域の
格子間隔としては、色度図上のある１点を通る線分の両
端の点の波長のペアから構成していることにより、本光
情報記録媒体に白色光を入射して肉眼で観察すると、全
てのセル２が同じ色で光って見える。しかし、レーザー
ビーム等の光を入射してその回折角を知ることで、各セ
ル２毎に異なるデータを再生することができる。これら
は、あらゆる波長を含んだ光、いわゆる白色光について
考えると、ある角度にはそれぞれの格子間隔に対応した
波長の光を出射し、単波長の光について考えると、それ
ぞれの格子間隔に対応した角度で光を出射することによ
る（上記式参照）。よって、肉眼では、記録されたデー
タを知ることはできない。

【００５６】さらに、同一色に限らず、複数の色で絵柄
等の任意の画像を形成することも可能である。

【００５７】以上により、通常条件下での情報の隠蔽に
よって、セキュリティ効果を向上させることができる。

【００５８】さらにまた、回折格子の深さとは無関係で
あるため、２値表現が可能な電子線露光装置等の微細加
工能力を持った装置であれば作製が可能であり、また複
製における深さに関する制御も容易であり、エンボス等
の方法で簡便に複製でき、安価にして大量生産を実現で
きる。

【００５９】次に、以上のように構成した本実施例の光
情報記録媒体の情報読取り方法について説明する。

【００６０】まず、図６は、本実施例の光情報記録媒体
の情報読取り方法を実現するための光学系の一構成例を
示す概要図である。なお、ここでは、基板１上の１個の
セルのみを考えることにする。

【００６１】図６において、データを記録したセル５を
配設した基板１に対して、レーザー光源等の光源６から
ビーム状の入射光７を垂直に入射できるようになってい
る。また、複数個の受光素子８を図示のように円周状に
配設し、セル５からの回折光９，１０を受光できるよう
になっている。

【００６２】いま、光情報記録媒体の情報を読取る際に
は、光源６からビーム状の入射光７を、セル５に対して
垂直に入射する。このセル５に入射光７が垂直に入射し
た場合、±１次の回折光が対称的な位置関係で出射され
る。

【００６３】ここで、＋１次回折光９のみが、図示黒塗
りで示されている受光素子８により検出され、他の受光
素子８では光が検出されていない場合を考える。この場
合、黒塗りで示されている受光素子８の位置により、該
当するセルの領域の回折格子の格子間隔と格子の角度を
知ることができる。

【００６４】すなわち、例えば上記式により、回折格子
の格子間隔が図示の場合よりも狭い回折格子の場合に
は、同じ円周方向位置にある、より外側の受光素子８に
より回折光が検出される。

【００６５】また、回折格子の角度が変わると、それに
応じて円周方向の位置が異なる受光素子８により回折光
が検出される。

【００６６】従って、本実施例の光情報記録媒体では、
複数の独立した情報が、再生用の照明光（図６では、入
射光７として記述）の入射するセルのみで記録できる。
しかも、この複数種類の情報は、それぞれ２値以上のデ
ータを記録できるため、高密度な記録が可能である。

【００６７】さらに、入射光７を走査する、あるいは基
板１を移動させることによって、例えば従来と同じ走査
速度、あるいは回転速度であっても、複数倍の速度で
（高速に）大容量の情報の読み取りを実現することがで
きる。

【００６８】さらにまた、入射光７として、ビーム状の
光をセルに入射しているため、セルから出射される回折
光もビーム状となり、受光素子８での受光が容易である
ばかりでなく、読取りエラーも無くすることが可能とな
る。

【００６９】図７は、請求項２に対応する発明による光
情報記録媒体の構成例を示す平面図である。

【００７０】すなわち、本実施例の光情報記録媒体は、
図７に示すように、平面状の基板１１の表面に、微小な
回折格子（グレーティング）からなるセル１２を複数
個、図示しない反射層を介して配設することにより構成
している。

【００７１】ここで、各セル１２は、図示のように複数
（本例では、２つ、３つ、４つの各種）の領域に分割
し、同一セル１２の中では、格子角度が同一で格子間隔
が異なる回折格子により各領域を構成し、本光情報記録
媒体を作製するための元データに基づいて、各領域の形
状や配置位置を回折格子セル毎に適切に設定することに
よりデータを記録している。

【００７２】すなわち、本光情報記録媒体を作製するた
めの元データに基づいて、各領域の回折格子による回折
角や回折光強度を変化させるように、各領域の回折格子
の格子間隔や面積比を決定する。この場合、目視観察時
の条件も併せて考慮し、格子間隔や面積の構成を決定す
ればよい。

【００７３】より具体的には、例えば各セルが同色で観
察できるようにする場合、各セル１２における複数の領
域の格子間隔としては、前述したように、同一セルの中
の各領域からの回折光の波長とその強度比が、セル毎に
色度図上の１点の色に対応するように、回折格子の格子
間隔と領域の面積を設定、すなわち色度図上のある１点
を通る線分の両端の点の波長のペアから構成する。

【００７４】なお、本例では、全てのセル１２が共通の
２種類の格子間隔の回折格子からなる場合について示し
ており、ここで用いる回折格子は、光の透過率や、反射
率、あるいは位相を変化させる方法等、どのような方法
で回折格子を形成するようにしてもよい。

【００７５】光の透過率、反射率で回折格子を形成する
例としては、濃淡で回折格子を表現する方法が挙げられ
る。

【００７６】また、位相で回折格子を形成する例として
は、凹凸で回折格子を形成する方法や、屈折率の異なる
２つの媒質の層で格子を形成する方法（凹部と凸部に相
当するところをそれぞれ異なる媒質にする）が挙げられ
る。

【００７７】以上のように構成した本実施例の光情報記
録媒体においては、各セル１２を２つの領域に分割し、
同一セル１２の中では、格子角度が同一で格子間隔が異
なる回折格子により各領域を構成し、本光情報記録媒体
を作製するための元データに基づいて、各領域の形状や
配置位置を回折格子セル毎に適切に設定することにより
データを記録するようにしていることにより、セル１２
の各領域の回折光の空間的分布の変化によるデータ再生
が行なえるため、極めて高密度に情報を記録することが
できる。

【００７８】また、肉眼による観察時の色は、セル１２
の各領域の回折格子の格子間隔と面積比に依存するた
め、各セル１２の２種類の回折格子の面積比が同じなら
ば、同じ色のセルとして観察させることができる。

【００７９】よって、肉眼による観察では同一色にしか
見えない部分に、異なる複数のデータを記録することが
可能である。

【００８０】すなわち、各セル１２における各領域の格
子間隔としては共通の２種類であり、面積比も同じであ
るため、色度図上のある１点に対応することになり、本
光情報記録媒体に白色光を入射して肉眼で観察すると、
全てのセル１２が同じ色で光って見える。しかし、レー
ザービーム等の光を入射してその回折光の空間的分布を
知ることで、各セル１２毎に異なるデータを再生するこ
とができる。よって、肉眼では、記録されたデータを知
ることはできない。

【００８１】さらに、同一色に限らず、複数の色で絵柄
等の任意の画像を形成することも可能である。

【００８２】以上により、通常条件下での情報の隠蔽に
よって、セキュリティ効果を向上させることができる。

【００８３】さらにまた、回折格子の深さとは無関係で
あるため、２値表現が可能な電子線露光装置等の微細加
工能力を持った装置であれば作製が可能であり、また複
製における深さに関する制御も容易であり、エンボス等
の方法で簡便に複製でき、安価にして大量生産を実現で
きる。

【００８４】次に、以上のように構成した本実施例の光
情報記録媒体の情報読取り方法について説明する。

【００８５】まず、図８（ａ）は、本実施例の光情報記
録媒体の情報読取り方法を実現するための光学系の一構
成例を示す概要図である。なお、ここでは、基板１１上
の１個のセルのみを考えることにする。

【００８６】図８（ａ）において、データを記録したセ
ル１５を配設した基板１１に対して、レーザー光源等の
光源１６から平行光状の入射光１７を垂直に入射できる
ようになっている。また、受光素子からなる複数個（本
例では、２個）の光検出器１８Ａ，１８Ｂを図示のよう
に配設し、セル１５からの回折光１９Ａ，１９Ｂを受光
できるようになっている。

【００８７】いま、光情報記録媒体の情報を読取る際に
は、光源１６から入射光１７を、セル１５に対して垂直
に入射する。このセル１５に入射光１７が垂直に入射し
た場合、回折角が異なる２つの回折光が出射される。

【００８８】すなわち、格子間隔の違いが回折角の違い
となり、２個の光検出器１８Ａ，１８Ｂにより、図８
（ｂ）に示すように、それぞれの格子間隔の回折格子で
表わされたパターンが検出される（図では、−１次の回
折光等については、その図示を省略している）。ここ
で、光検出器１８Ａ，１８Ｂは、例えばＣＣＤアレイの
ように受光素子が並んだものとしている。

【００８９】この場合、これらのパターンは互いに反転
しただけであるので、実際上には光検出器としては１８
Ａまたは１８Ｂのいずれか１個あればよい。すなわち、
情報読取りの際の機械構造が単純になり、簡便な読取り
が可能である。これらから、本実施例の光情報記録媒体
は、通常の印刷インキ等で表現されたバーコード等と同
様に扱うことができる。

【００９０】従って、本実施例の光情報記録媒体では、
複数の独立した情報が、再生用の照明光（図８では、入
射光１７として記述）の入射するセルのみで記録でき
る。しかも、この複数種類の情報は、それぞれ２値以上
のデータを記録できるため、高密度な記録が可能であ
る。

【００９１】また、入射光１７を走査する、あるいは基
板１１を移動させることによって、例えば従来と同じ走
査速度、あるいは回転速度であっても、複数倍の速度で
（高速に）大容量の情報の読み取りを実現することがで
きる。

【００９２】さらに、２個の光検出器１８Ａ，１８Ｂで
それぞれ検出された回折光１９Ａ，１９Ｂのパターンを
比較することにより、読取った情報が真のデータである
か否かを確認することができる。

【００９３】以上のように、本実施例の光情報記録媒体
の情報読取り方法においては、一つの入射光７に対し
て、１個のセルが複数の方向に同時に回折光を出射する
ため、同時に複数のデータを再生することができるた
め、極めて高速な情報読取りを実現することが可能とな
る。

【００９４】また、入射光１７のスポット径およびセル
を大きくすることにより、より多くの情報の読取りを瞬
時に行なうことも可能となる。

【００９５】これにより、従来のようにスポット径を小
さくする必要がなく、スポット径を小さくするためのレ
ンズ系等を、省略あるいは簡略化することができる。

【００９６】さらに、入射光１７として、平行光状の光
をセルに入射しているため、セルから出射される回折光
も平行光状となり、光検出器１８Ａ，１８Ｂでの受光が
容易であるばかりでなく、読取りエラーも無くすること
が可能となる。

【００９７】なお、上記において、回折格子の角度と
は、基板表面の法線を回動軸として回折格子を回動した
角度を指し、また回折光の回折角とは、基板表面の法線
に対して回折光の出射する角度を指し、さらに回折光の
出射方向とは、基板表面の法線を軸とした回動方向を指
すものである。

【００９８】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、次のようにしても同様に実施できるものであ
る。

【００９９】（ａ）上記各実施例では、セルとして、反
射型のセルを用いる場合について説明したが、これに限
らず、セルとして、透過型のセルを用いることも可能で
ある。そして、この場合には、回折格子セルを基板に配
設する際に反射層を設ける必要がなくなるため、その分
だけ光情報記録媒体の作製作業工程を簡略化することが
できる。

【０１００】（ｂ）上記各実施例では、平面状の基板の
表面に、微小な回折格子（グレーティング）からなるセ
ルを複数個配設することにより光情報記録媒体を形成す
る場合について説明したが、これに限らず、平面状の基
板の表面に、セルを少なくとも１個配設することにより
光情報記録媒体を形成する場合についても、本発明を同
様に適用することが可能である。

【０１０１】（ｃ）上記図１の実施例では、セルを２つ
の領域に分割する場合について説明したが、これに限ら
ず、色度図上の点を表わすように３つ以上の波長を選択
するようにしてもよい。この場合、１個のセル当たりの
情報量を増やすことが可能となる。

【０１０２】（ｄ）上記図７の実施例では、全てのセル
が２種類の格子間隔の回折格子からなる場合について説
明したが、これに限らず、全てのセルが３種類以上の格
子間隔の回折格子からなる場合についても、本発明を同
様に適用することが可能である。

【０１０３】（ｅ）上記各実施例では、入射光として
は、ビーム状あるいは平行光状の光を入射する場合につ
いて説明したが、これに限られるものではない。

【０１０４】（ｆ）上記各実施例では、セルの各領域の
格子間隔の少なくとも一つ、あるいはセル内での各領域
の形状や配置位置によりデータを記録し、読み取る場合
について説明したが、これに限らず、これらを同時に行
なうようにしてもよい。

【０１０５】（ｇ）上記各実施例では、同一セルの中で
は格子角度が同一で格子間隔が異なる回折格子により各
領域が構成されるセルのみを用いてデータを記録する場
合について説明したが、これに限らず、光情報記録媒体
本体を作製するための別の元データに基づいて、各領域
の回折格子の格子角度を変化させることで別のデータを
記録することにより、より一層高密度な情報記録が可能
となる。

【０１０６】図９は、この種の反射型の光情報記録媒体
の構成例を示す平面図である。

【０１０７】すなわち、図９において、本実施例の光情
報記録媒体は、平面状の基板２１の表面に、微小な回折
格子（グレーティング）からなるセル２２を複数個、図
示しない反射層を介して配設することにより構成してい
る。

【０１０８】ここで、各セル２２を構成する回折格子
は、図９に示すようになっており、各セル２２が２種類
の格子間隔の回折格子からなっている場合を示してい
る。

【０１０９】図示「Ｔ」の上方部の横棒を形成する各セ
ル２２において、２種類の格子間隔は共通であり、面積
比のみ変化させている。例えば、観察時に５００ｎｍの
波長と６００ｎｍの波長となるように、２種類の格子間
隔を設定すると、図１０に示す色度図の線分上の全ての
点が、２つの領域の面積比によって表現できる。

【０１１０】この時、図示ｐとｑとの比がそれぞれの領
域の面積比と等しい。従って、図示「Ｔ」の上方部の横
棒を形成する各セル２２は、２つの格子間隔から定義さ
れる線分上の、各面積比と等しいｐｑ比の位置にある色
で観察される。

【０１１１】一方、図示「Ｔ」の縦棒を形成する各セル
２２において、２種類の格子間隔は共通であり、格子角
度と各領域の形状のみ変化させている。

【０１１２】これらを利用することにより、本実施例の
光情報記録媒体では、肉眼での観察時に、色度図上で太
線内にある範囲の任意の色で見えるセル群の中に、目視
では認識できない機械読取り用の情報を記録しておくこ
とができる。また、これとは逆に、機械読取り用の情報
とは全く独立に、目視で識別可能な図柄等の画像を観察
させることもできる。

【０１１３】以上から、通常条件下での情報の隠蔽によ
って、かつ／または目視と機械読取り用情報との照合に
よって、セキュリティ効果のより一層の向上を図ること
が可能となる。

【０１１４】なお、本実施例の場合においても、セルの
回折格子の格子間隔の種類、セルの領域分割数は、２種
類、あるいは２つに限定されないことは、前述の場合と
同様である。

【０１１５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、回
折格子セルを複数の領域に分割し、同一回折格子セルの
中では、格子角度が同一で格子間隔が異なる回折格子に
より各領域を構成し、光情報記録媒体本体を作製するた
めの元データに基づいて、各領域のうち少なくとも１つ
の領域を構成する回折格子の格子間隔を適切に設定する
ことによりデータを記録するか、または光情報記録媒体
本体を作製するための元データに基づいて、各領域の形
状や配置位置を回折格子セル毎に適切に設定することに
よりデータを記録するか、もしくは光情報記録媒体本体
を作製するための第１の元データに基づいて、各領域の
うち少なくとも１つの領域を構成する回折格子の格子間
隔を適切に設定することにより第１のデータを記録する
と共に、光情報記録媒体本体を作製するための第２の元
データに基づいて、各領域の形状や配置位置を回折格子
セル毎に適切に設定することにより第２のデータを記録
するようにし、またその情報を読取る際に、少なくとも
１個の受光素子を配設し、上記セルに対して一つの入射
光を入射し、当該セルから出射される回折光を受光素子
で受光することにより、各領域の回折光の回折角および
／または空間的分布としてデータを再生するようにした
ので、回折格子を情報記録要素として極めて高密度な情
報記録ができると共に、複数の情報を一度に同時に再生
して情報の読取りをより高速に行なうことができ、しか
もセキュリティ効果の向上を図ることが可能な光情報記
録媒体およびその情報読取り方法が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１に対応する発明による光情報記録媒体
の一実施例を示す平面図。

【図２】同実施例の光情報記録媒体に適用するセルの回
折格子の格子間隔と面積比の設定方法を説明するための
色度図。

【図３】同実施例における光情報記録媒体のセルを構成
する矩形形状の回折格子の一例を示す断面図。

【図４】同実施例の光情報記録媒体における回折の様子
を示す図。

【図５】同実施例における光情報記録媒体をカード形状
の基材に適用した場合の構成例を示す平面図。

【図６】同実施例における光情報記録媒体の情報読取り
方法を実現するための光学系の構成例を示す概要図。

【図７】請求項２に対応する発明による光情報記録媒体
の一実施例を示す平面図。

【図８】同実施例における光情報記録媒体の情報読取り
方法を実現するための光学系の構成例を示す概要図。

【図９】本発明による光情報記録媒体の他の実施例を示
す平面図。

【図１０】同他の実施例の光情報記録媒体に適用するセ
ルの回折格子の格子間隔と面積比の設定方法を説明する
ための色度図。

【符号の説明】

１…基板、２，５…セル、６…光源、７…入射光、８…
受光素子、９，１０…回折光、１１…基板、１２，１５
…セル、１６…光源、１７…入射光、１８Ａ，１８Ｂ…
光検出器、１９Ａ，１９Ｂ…回折光、２１…基板、２２
…セル。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平面状の基板の表面に、微小な回折格子
   （グレーティング）からなるセルを少なくとも１個配設
   することにより形成される光情報記録媒体において、 前記回折格子セルを複数の領域に分割し、 同一回折格子セルの中では、格子角度が同一で格子間隔
   が異なる回折格子により各領域を構成し、 光情報記録媒体本体を作製するための元データに基づい
   て、前記各領域のうち少なくとも１つの領域を構成する
   回折格子の格子間隔を適切に設定することによりデータ
   を記録するようにしたことを特徴とする光情報記録媒
   体。
2. 【請求項２】 平面状の基板の表面に、微小な回折格子
   （グレーティング）からなるセルを少なくとも１個配設
   することにより形成される光情報記録媒体において、 前記回折格子セルを複数の領域に分割し、 同一回折格子セルの中では、格子角度が同一で格子間隔
   が異なる回折格子により各領域を構成し、 光情報記録媒体本体を作製するための元データに基づい
   て、前記各領域の形状や配置位置をセル毎に適切に設定
   することによりデータを記録するようにしたことを特徴
   とする光情報記録媒体。
3. 【請求項３】 平面状の基板の表面に、微小な回折格子
   （グレーティング）からなるセルを少なくとも１個配設
   することにより形成される光情報記録媒体において、 前記回折格子セルを複数の領域に分割し、 同一回折格子セルの中では、格子角度が同一で格子間隔
   が異なる回折格子により各領域を構成し、 光情報記録媒体本体を作製するための第１の元データに
   基づいて、前記各領域のうち少なくとも１つの領域を構
   成する回折格子の格子間隔を適切に設定することにより
   第１のデータを記録し、 また前記光情報記録媒体本体を作製するための第２の元
   データに基づいて、前記各領域の形状や配置位置をセル
   毎に適切に設定することにより第２のデータを記録する
   ようにしたことを特徴とする光情報記録媒体。
4. 【請求項４】 前記同一回折格子セルの中の各領域から
   の回折光の波長とその強度比が、回折格子セル毎に色度
   図上の１点の色に対応するように、前記回折格子の格子
   間隔と前記領域の面積を設定するようにしたことを特徴
   とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の
   光情報記録媒体。
5. 【請求項５】 前記回折格子セルを複数個配設し、当該
   各回折格子セルを構成する回折格子の角度をセル相互間
   で異ならせることにより第３のデータを記録するように
   したことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれ
   か１項に記載の光情報記録媒体。
6. 【請求項６】 前記回折格子セルとして、反射型の回折
   格子セル、または透過型の回折格子セルのいずれかのも
   のを用いるようにしたことを特徴とする請求項１ないし
   請求項３のいずれか１項に記載の光情報記録媒体。
7. 【請求項７】 前記請求項１に記載の光情報記録媒体の
   情報を読取る方法において、 複数個の受光素子を配設し、 前記回折格子セルに対して一つの入射光を入射し、当該
   回折格子セルから出射される回折光を前記受光素子で受
   光することにより、回折格子セルの各領域の回折光の回
   折角として前記データを再生するようにしたことを特徴
   とする光情報記録媒体の情報読取り方法。
8. 【請求項８】 前記請求項２に記載の光情報記録媒体の
   情報を読取る方法において、 少なくとも１個の受光素子を配設し、 前記回折格子セルに対して一つの入射光を入射し、当該
   回折格子セルから出射される回折光を前記受光素子で受
   光することにより、回折格子セルの各領域の回折光の空
   間的分布として前記データを再生するようにしたことを
   特徴とする光情報記録媒体の情報読取り方法。
9. 【請求項９】 前記請求項３に記載の光情報記録媒体の
   情報を読取る方法において、 複数個の受光素子を配設し、 前記回折格子セルに対して一つの入射光を入射し、当該
   回折格子セルから出射される回折光を前記受光素子で受
   光することにより、回折格子セルの各領域の回折光の回
   折角および空間的分布として前記第１および第２のデー
   タを再生するようにしたことを特徴とする光情報記録媒
   体の情報読取り方法。
10. 【請求項１０】 前記請求項２に記載の光情報記録媒体
    の情報を読取る方法において、 前記受光素子として複数個配設し、当該各受光素子で受
    光された回折光の空間的分布の変化を相互に比較するこ
    とにより、再生データの真偽を判定するようにしたこと
    を特徴とする光情報記録媒体の情報読取り方法。
11. 【請求項１１】 前記入射光としては、ビーム状の光を
    入射するようにしたことを特徴とする請求項７ないし請
    求項９のいずれか１項に記載の光情報記録媒体の情報読
    取り方法。